黑洞也有“心跳”,我们终于知道为什么了

科技   2024-08-24 09:02   吉林  

尽管黑洞并非生物体,但某些黑洞却表现出类似“心跳”的现象,这一现象一直困扰着天文学家。而就在最近,一项全新的研究或许帮我们揭示了这一神秘现象的真相。



在天文学研究中,当黑洞处于双星系统中时,它们能够从伴星那里吸取气体。这些被吸入的气体在高温下被压缩,释放出大量的X射线辐射。正是通过这种方式,天文学家首次在天鹅座X-1中发现了黑洞,这是天空中最明亮的X射线源之一。



当黑洞疯狂吞噬物质时,偶尔会出现强烈的X射线爆发,这是由于黑洞迅速消耗大量物质所导致的。然而,在这些爆发中,有时会出现一种奇特的现象——即“心跳”爆发。这个名称来源于这些爆发的行为与人类心电图的信号相似,呈现出缓慢上升、快速下降然后恢复平稳的特征。


“心跳”爆发的成因


来自中国的研究团队在对最近的一次“心跳”爆发的研究中取得了突破性的进展。他们的研究对象是名为IGR J17091-3624的黑洞,距离地球约28,000光年。在2022年利用中子星内部成分探测器(NICER)和核光谱望远镜阵列(NuSTAR)收集的X射线数据中,团队发现了明确的“心跳”信号。通过分析这些信号的特性,他们得出结论,这些“心跳”脉冲可能是黑洞周围物质之间相互作用和不稳定性所引发的。


当物质被黑洞吸引时,它不仅会被压缩,还会形成一个快速旋转的薄盘。这个盘的内缘向黑洞的事件视界倾斜,而盘的其余部分则发出X射线辐射。这种状态极不稳定,因为盘中的辐射与黑洞的引力相互拉扯。


薄盘在这个过程中会暂时失去稳定性,将大量物质抛向黑洞,从而触发了“心跳”脉冲。随后,辐射加热了气体,使其暂时无法继续下落。之后,气体重新稳定,循环再次开始,形成另一次“心跳”。


这种“心跳”信号极为罕见,在已知的数百个黑洞中,只有两个黑洞展示过此类现象。而现在,我们终于知道了黑洞“心跳”背后的秘密。


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